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侴術雷教授團隊Angew.丨雙功能FEC！高性能Na-DIBs！

來源：時間：2023-11-13 16:44:24 瀏覽：1668次

第一作者：Zhuo Yang

通訊作者：侴術雷教授、李林教授、趙慶特聘研究員

通訊單位：溫州大學、南開大學

DOI: 10.1002/anie.202313142

研究背景

鈉-雙離子電池（Na-DIBs）因其較高的工作電壓和低成本而受到越來越多的關注，但Na-DIBs的實際應用仍受到低容量、庫侖效率差等問題的阻礙，其與電極與電解質的相容性高度相關，且研究較少。基于此，溫州大學侴術雷教授和李林教授、南開大學趙慶特聘研究員等人在電解質中引入碳酸氟乙烯（FEC），調節Na-DIBs的陽離子/陰離子溶劑化結構和陰極/陽極-電解質間相的穩定性。此外，作者分別以Sb和石墨為負極和正極，研究了Na-DIB在含FEC添加劑的電解質中的電化學性能。對比無FEC電解質（PC溶劑中1 M NaPF₆鹽），添加FEC添加劑（5 wt.%）促進了正極和負極上無機富NaF EEI的形成，并改變了PF₆^-陰離子的溶劑化行為。

文章要點

1、作者在電解質中引入碳酸氟乙烯（FEC），以調節Na-DIBs的陽離子/陰離子溶劑化結構和陰極/陽極-電解質間相的穩定性。FEC調節PF₆^-溶劑化鞘的環境，促進PF₆^-在石墨上的相互作用。此外，FEC優先分解引起的富NaF-間相有效地抑制了陽極與電解液的副反應和粉碎。在含氟化碳電解質中，Sb||石墨全電池獲得了高的容量、循環穩定性和庫侖效率。

2、制備的Sb||石墨全電池在50次循環后達到了58.5 mAh g^-1的高放電比容量，容量保留率為93.1%（而基線電解質分別為48.3 mAh g^-1和79.7%）。此外，在功率密度為157.78 W kg^-1時，電池的能量密度為194.95 Wh kg^-1（基于正極和負極的活性材料的質量）。本工作闡明了雙功能FEC的潛在機制，并為構建高性能雙離子電池提供了一種替代策略，促進了他們在未來可持續儲能系統中的實際應用。

圖文展示